PT1454018E - Aparelho para condicionar a água produzida por sistemas centrais ou aparelhos de desumidificação ambiental e condicionamento de ar - Google Patents

Description

1

DESCRIÇÃO "Aparelho para condicionar a água produzida por sistemas centrais ou aparelhos de desumidificação ambiental e condicionamento de ar"

Campo Técnico A presente invenção refere-se a um aparelho, de operação quase constante e automática, para condicionar a água produzida por sistemas centrais ou aparelhos de desumidificação e condicionamento do ar.

Em diversas áreas do mundo, a obtenção de água potável é um problema extremamente difícil de se resolver.

Em adição a sistemas e processos para destilar e condicionar água do mar e para tratar e recircular águas residuais, o objectivo foi ainda o de recuperar, condicionar e reutilizar água produzida por sistemas centrais condicionadores de ar ou de desumidificação ambiental.

Invenções Anteriores

Este problema já foi confrontado por uma invenção anterior através da captura das partículas de água que constituem a humidade do ar. 2

Por exemplo, as patentes americanas números 3,035,418; 4,255,937; 5,259,203; 5,517,829; 5,53,459; 6,029,461; 6,182,453 revelam aparelhos desumidificadores, que separam a água do ar e a armazenam também para consumo humano. Os mencionados aparelhos desumidificadores foram concebidos para ter uma eficácia máxima na produção de água. O ciclo de tratamento da água produzida por estes aparelhos inclui ainda uma fase de esterilização da mencionada água por meio de uma fonte de luz ultravioleta, apresentada em WO 00 14464. Este sistema de esterilização revelou não ser sempre eficaz na obtenção de água potável.

Também conhecida, por exemplo, pela patente americana número 6,303,039, por tratar a água estagnada, produzida por desumidificadores e condicionadores de ar de forma a ser inofensiva para o ambiente, dissolvendo as substâncias bactericidas lá contidas. De modo a que possa ser destinada a uso nutricional e doméstico, a água deve satisfazer o requisito de pureza bacteriológica, assim como os requisitos químicos, físicos e organolépticos para ser qualificada como potável. Assim, condicionar água para a tornar potável implica dois tipos de intervenção: purificação e correcção. As águas, como as obtidas por processos de condensação e desumidificação do ar, são geralmente livres de micróbios patogénicos, por exemplo, dos derivados da poluição de origem fecal, como é o caso 3 das águas superficiais ou de água extraída do subsolo, mas, por outro lado, têm falhas ao nível das substâncias inorgânicas minerais, indispensáveis para um balanço químico-organoléptico adequado.

Assim, um problema que ainda não foi adequadamente confrontado é o de fornecer um tratamento para corrigir essas águas, para restaurar valores médios aceitáveis do seu conteúdo de substâncias minerais, de forma a obter condições de potabilidade e aceitação organoléptica. O objectivo da presente invenção é assegurar uma purificação e correcção, de um modo substancialmente automático e contínuo, da água produzida por desumidificadores, concebida predominantemente, conforme mencionado acima, para alcançar uma elevada produção de água; e por sistemas de condicionamento de ar concebidos sobretudo para criar situações de bem-estar, em ambientes habitados, tornando-a própria para consumo humano.

Divulgação da Invenção O principal objectivo da invenção é, assim, fornecer um tratamento para corrigir a mencionada água imediatamente após a sua condensação, tornando-a quase de imediato própria para consumo, evitando o seu armazenamento 4 estagnado em contentores ou depósitos abertos, onde correria o risco de ficar poluída. A Invenção soluciona o problema de fornecer um aparelho para condicionar a água produzida por aparelhos de desumidificação ambiental ou condicionamento de ar, conforme referido na reivindicação 1.

Descrição dos Desenhos

Outras características e vantagens da presente invenção tornar-se-ão prontamente mais aparentes através de uma descrição detalhada seguida de um protótipo, ilustrado impecavelmente sob a forma de inúmeros exemplos nos desenhos adjuntos, nos quais: - A figura 1 mostra uma vista esquemática, essencialmente em blocos, de uma planta para a produção de água potável, a partir da humidade atmosférica, e para a sua distribuição, a qual incorpora um sistema de condicionamento de ar, de acordo com a presente invenção; - A figura 2 mostra uma vista global em perspectiva do sistema de condicionamento de ar da Figura 1; - A Figura 3 mostra uma vista explodida em perspectiva de um aparelho para medir a água produzida e respectivo transportador do sistema de condicionamento de ar da Figura 1; 5 - A Figura 4 mostra uma vista parcialmente explodida em perspectiva de um alimentador de pastilhas correctivas do sistema de condicionamento de ar da Figura 1; e - A Figura 5 mostra uma secção cortada pelo diâmetro do alimentador de pastilhas correctivas da Figura 4.

Descrição do Modelo Ilustrativo

Em relação à Figura 1, que mostra uma vista esquemática, essencialmente em blocos, de uma planta para a produção de água potável, correspondente à invenção, a referência número 1 indica um condensador para a transformação de humidade atmosférica em água; a número 2, um instrumento para medir a quantidade de água produzida pelo condensador 1 e destinada a ser vertida num transportador 3; a número 4, um alimentador de quantidades predeterminadas de uma composição correctiva de sais e minerais em proporção previamente estabelecida com a quantidade de água calculada pelo instrumento medidor 2; a número 5, um reservatório para misturar a água, que chega através do transportador 3, com a mencionada composição correctiva fornecida pelo alimentador 4; a número 6, uma unidade de controlo e comando que opera o alimentador 4 consoante a quantidade de água calculada e recebida através do transportador 3; a número 7, um reservatório para 6 receber e filtrar a água assim tratada; e a número 8, um contentor refrigerado para armazenar e distribuir a água potável, com ligação ao reservatório de depósito e filtragem 7.

No condensador 1, é esquematicamente mostrado uma parte de qualquer aparelho de desumidificação ambiental ou condicionamento de ar, que, como é sabido, produz água através da condensação da humidade atmosférica. Deve ser especificado que, para a aplicação desta invenção, o condensador 1, e por isso toda a planta para produção de água potável, está destinado a funcionar num ambiente que não esteja poluído por agentes químicos perigosos, sobretudo gases tóxicos ou fumos, que poderão levar à dissolução de químicos perigosos na água, sendo necessário tratamentos mais complexos para a sua eliminação. O reservatório de depósito e filtragem 7, de acordo com a invenção, pode ser constituído pelo reservatório comum para receber a água da condensação de um qualquer sistema de ar condicionado ou desumidificador domésticos, modificado ou substituído conforme descrito mais abaixo. 0 contentor de refrigeração 8 para armazenamento e distribuição de água potável, com ligação ao reservatório de depósito e filtragem 7, através de uma conduta 8 0 com uma válvula, e possível bomba de circulação 81, pode ser um contentor de água tradicional de um escritório, munido de 7 uma torneira 82. Para permitir o enchimento do copo B com água, o interior do contentor 8 está, obviamente, em ligação com a atmosfera através de um tubo 83 ajustado com um filtro de ar 84 comum.

Para tornar potável a água que sai da torneira 82, produzida acima pelo condensador 1, é fornecido o aparelho de condicionamento desta invenção. A água de condensação a ser condicionada é recebida pelo instrumento 2, que vai medir a água produzida pelo condensador 1; instrumento medidor este, que, no esquema do protótipo, está melhor ilustrado nas Figuras 2 e 3, que são, respectivamente, uma vista global em perspectiva do aparelho de condicionamento e uma vista explodida em perspectiva do instrumento medidor. A mencionada composição correctiva de sais e minerais, a ser doseada em proporção predeterminada com a quantidade de água calculada pelo instrumento medidor 2, é composta por um conjunto de sais, ácidos e outras substâncias inorgânicas que, uma vez dissolvidos na água, permitem o fornecimento de água com a composição mineral certa, dentro dos limites e proporções estabelecidos pela literatura e pelos padrões actuais que qualificam a água como potável. A mencionada composição deve, por exemplo, conter sais, carbonatos, bicarbonatos, ácidos capazes de conferir 8 cálcio, sódio, magnésio, potássio, flúor, ferro, etc., em proporções médias organolepticamente aceitáveis.

Esta composição correctiva pode ser ministrada sob forma líquida ou sob forma sólida solúvel, em grãos ou em pastilhas. Foi experimentalmente determinado, tanto por razões de estabilidade e conservação da composição correctiva como por razões de facilidade de fornecimento e utilização, que é preferível a pastilha sob a forma sólida. 0 restante da descrição refere-se então à distribuição da mencionada composição correctiva, sob a preferível forma de pastilhas, com dosagem e composição predeterminadas.

Conforme ilustrado na Figura 1, o instrumento medidor situa-se por baixo de um bocal 10 para a saída da água do condensador 1.

Note-se que a água fornecida pelo condensador 1 é frequentemente vertida, sobretudo em sistemas centrais ou pequenos aparelhos de uso doméstico, em gotas intermitentes ou em pequenos fios de água não contínuos. Além disso, essa distribuição da água depende quantitativamente das condições da humidade ambiental, propensas a variar periodicamente, diariamente e de acordo com a estação. Assim, o mencionado instrumento medidor correspondente à invenção deve ser capaz de interceptar a água de condensação na sua descontinuidade de distribuição e medi- 9 la, tendo em conta a sua variação quantitativa com o passar do tempo.

Conforme ilustrado na Figura 2, vantajosamente, de acordo com a invenção, o instrumento medidor 2 está fixo a uma parede com perfil vertical 20, que integra o associado reservatório de depósito e filtragem 7. 0 instrumento 2 para medição da água produzida pelo condensador 1, segundo o esquema do protótipo, tem, superiormente, um elemento giratório semitubular 21 para receber a água. Conforme ilustrado mais pormenorizadamente na Figura 3, o elemento giratório semitubular 21 é aberto nas extremidades e está montado de forma giratória, através de um perno 22, numa estrutura 23, munida de entalhes apropriados 24, 24 para encaixar as extremidades do perno 22. O perno 22 é introduzido num bloco prismático 25, adequadamente perfilado em cima para receber o elemento giratório semitubular 21, de forma a oscilar livremente como uma só peça. 0 elemento giratório semitubular 21, sobrejacente ao transportador 3 da água produzida, está separado no interior na direcção transversal por meio de uma divisória 26 em duas câmaras opostas 27, 27. A referência número 29 indica, como exemplo, um bloco onde se vai fixar o instrumento medidor 2 à parede vertical 20. 10 O instrumento medidor 2 sobrepõe-se ao transportador 3, que fica suspenso. O transportador 3 tem a forma de tabuleiro, tendo uma superfície 30, protecções laterais 31, 31 e paredes dianteira e traseira 32, 32 com abas 33, 33. A superfície 30, anterior e posteriormente inclinada para baixo, por meio das paredes 34, 34, está munida de um buraco 3 5 no centro para a passagem da água que chega do elemento giratório semitubular 21, como será explicado mais à frente. O transportador 3 está fixo a uma parede 20, por meio de, por exemplo, uma consola 36. A água produzida pelo condensador 1 cai em gotas através do bocal 10 numa das duas câmaras 27, 27 do elemento giratório semicilíndrico 21 do instrumento medidor 2. Quando a mencionada câmara 27 está suficientemente cheia, no volume de água que define o peso limite predeterminado provocando a oscilação do elemento giratório semicilíndrico 21, inclina o elemento 21 para um dos lados e faz com que a água lá contida, por força da gravidade, passe para o transportador 3 situado por baixo, posicionando a outra das duas câmaras 27, 27, de forma estável por baixo do bocal 10. Assim, cada oscilação do elemento giratório 21 mede uma certa e determinada quantidade de água produzida pelo condensador.

Conforme ilustrado na Figura 2, por baixo do transportador 3 está posicionado o reservatório 5 para 11 misturar a água calculada que chega através do transportador 3 e, pelo menos, uma pastilha fornecida pelo alimentador 4 por um tubo de passagem 9. A pastilha P (Figuras 4 e 5) está concebida para chegar por gravidade do alimentador 4, que está fixo, por exemplo, a uma parede com perfil na vertical 20 por meio de uma consola 40.

Em relação às Figuras 4 e 5, que são, respectivamente, uma vista em perspectiva parcialmente explodida e uma secção cortada pelo diâmetro do alimentador 4, está ilustrado o protótipo para a distribuição da composição correctiva sob a forma de pastilhas, do aparelho de condicionamento correspondente à invenção. O alimentador 4 das pastilhas P, no esquema respectivo do protótipo, inclui um contentor para as pastilhas formado por uma parede superior cilíndrica 41, com uma tampa 42, por uma parte inferior cilíndrica 43 integrada numa estrutura principal 44 e por uma base 45. Na base 45, está montada, articuladamente, por meio de um motor eléctrico 46 alojado num apoio respectivo 460 que passa pela base 45, uma cúpula 47. A cúpula 47 tem uma superfície superior convexa 48 e uma parede lateral exterior substancialmente cilíndrica. A cúpula 47, convenientemente ligada ao eixo do motor 46 para girar em torno do mesmo eixo, tem dimensões tais, que, entre a superfície lateral exterior 49 e a superfície interior da parte cilíndrica inferior 43 do contentor de 12 pastilhas existe uma falha que permite a passagem de pastilhas P apenas na vertical. A cúpula 47 tem, na sua base, projecções escalonadas 4 70 (Fig.4), cada uma delas tendo uma largura diametral maior do que uma pastilha, separadas por uma multiplicidade de rasgos circunferencialmente equidistantes 471, cada um deles com dimensões para receber uma única pastilha. O número de rasgos 471 pode ser de quatro. Na base 45 do alimentador, está apropriadamente localizada uma abertura de lado a lado 450 encimada de uma tampa de interdição 451 fixa, pelo lado exterior, à estrutura 44 do contentor de pastilhas. O contentor de pastilhas 451 previne as pastilhas, que surgem do topo do contentor, de entrarem pela abertura. Se um dos rasgos 471 estiver inicialmente posicionado encimando correspondentemente a abertura 450, a cada rotação de 90° um rasgo 471 consecutivo é posicionado em conformidade com a abertura 450. A abertura 450 está ligada, através do tubo de avanço 9, suportado por meio de um braço de ligação 90, ao mencionado recipiente de mistura 5 da água calculada pelo instrumento medidor 2 com a pastilha P. 0 recipiente de mistura 5 possui uma superfície côncava centrada, perfurada por baixo com um buraco mais pequeno do que o diâmetro da pastilha P, para que não possa passar por ele sem que tenha sido gradualmente dissolvida pela água que lhe é deitada em cima pelo instrumento 13 medidor 2. A operação, já por si só claramente evidente, será descrita ao pormenor mais abaixo. A unidade de controlo e comando 6 (Figura 1) opera, através de uma linha de ligação eléctrica 60, o alimentador de pastilhas 4 em proporção e até alcançar a quantidade de água predeterminada calculada e recebida pelo transportador 3, através de uma linha de ligação eléctrica 61, que permite calcular a oscilação do elemento giratório 21 no perno 22 do instrumento medidor 2.

Por exemplo, assim que é calculado o número de oscilações do elemento giratório 21 correspondentes ao derramamento de dois litros de água de condensação no reservatório de depósito e filtragem 7, é permitida a queda de uma pastilha, de composição correctiva, doseada e em proporção aos dois litros de água, que é gradualmente dissolvida pela água adicional dispensada pelo transportador 3. A unidade de comando 6, para além de monitorizar e emitir sinais de alarme na presença de pastilhas no contentor do alimentador 4 ou em caso de encravamento, pode accionar na operação, através de uma linha 62, um possível elemento 63 para agitar a água condicionada no interior do reservatório de depósito e filtragem 7. Esse elemento agitador 63 tem como função misturar e homogeneizar a água contida no reservatório corrigida com a dissolução 14 periódica da pastilha P. A unidade de comando 6 pode ainda assegurar a medição contínua do nível de água no reservatório de depósito e filtragem 7, esquematicamente ilustrado por uma linha de ligação 64.

Mais ainda, de acordo com a invenção, o reservatório de depósito e filtragem 7 está internamente munido de meios 70 para filtrar a água tratada acima, esquematicamente ilustrado com dois corpos cilíndricos imersos 71, com ligação à válvula 81 para a saída da água potável. Esses filtros são filtros de esterilização, preferencialmente de enchimento granulado de material cerâmico ou kieselguhr (componentes siliciosos), com porosidade suficiente para retirar quaisquer microrganismos e bactérias presentes na água e, obviamente, quaisquer outras suspensões ou corpúsculos, que possam derivar do condensador 1.

Vantajosamente, quando necessário, para uma maior certeza de ser alcançada a condição determinada de pureza bacteriologia da água de condensação, a mencionada composição correctiva, também na sua forma sólida de pastilha, pode ser formulada de forma a conter ainda substâncias bactericidas comuns. A operação do aparelho de condicionamento segundo a invenção é a seguinte: assim que é alcançado o número de contagens correspondentes a um fluxo de água determinado, a unidade de comando 6 activa o alimentador 4 de composição 15 correctiva, possivelmente sob a forma de pastilhas P, fazendo a cúpula 47 girar. Desta forma, uma pastilha colocada num rasgo 471 é trazida em correspondência com a abertura 450 obtida na base 45 do contentor de pastilhas. A pastilha P irá avançar por gravidade pelo tubo de passagem 9 para alcançar o recipiente de mistura 5, onde é dissolvida pela água que vem do transportador 3. A solução da água de condensação enriquecida pelos minerais dissolvidos pela pastilha passa para o reservatório de depósito e filtragem 7, onde permanece, passando pelos meios de filtragem 70, para então avançar para um contentor de depósito e distribuição 8 preferencialmente refrigerado.

Desta forma, é assegurado um condicionamento automático quase contínuo durante a operação do condensador 1, com um tratamento perfeito em termos de purificação bacteriológica e correcção do conteúdo químico e das características organolépticas da água obtida por condensação por aparelhos desumidificadores ambientais ou de condicionamento de ar.

Lisboa, 23 de Novembro de 2006

Claims (11)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Aparelho para condicionar água produzida por sistemas centrais ou aparelhos de desumidificação ambiental ou condicionamento de ar, que incluem um condensador (1) para transformar a humidade atmosférica em água; um reservatório (7) para receber a água; meios de filtragem (70); uma válvula (81) para a saída de água potável; uma unidade de controlo e comando (6), contendo ainda: - um instrumento (2) para medir a quantidade de água produzida pelo mencionado condensador (1) destinada a ser despejada num transportador 3; - um alimentador (4) para despejar uma quantidade predeterminada de uma composição correctiva de sais e minerais em proporção com a quantidade de água predefinida medida pelo instrumento medidor (2); - um reservatório de mistura (5) , que recebe a água calculada pelo instrumento medidor (2) , que vem do mencionado transportador (3), e a mencionada quantidade de composição correctiva de sais e minerais fornecida pelo alimentador (4); o reservatório (7) está colocado abaixo do reservatório de mistura (5) para receber a água tratada com a mencionada composição correctiva doseada com sais e minerais nela 2 dissolvidos e sendo munida de meios de filtragem (70) para reter bactérias e microrganismos; a mencionada unidade de controlo e comando (6) activa, quando o condensador (1) está em funcionamento, o alimentador (4) para desejar a mencionada quantidade da composição correctiva doseada em proporção com a quantidade de água calculada pelo instrumento medidor (2) para fornecer, uma vez que estejam dissolvidas na água, uma composição mineral correcta da água para a sua qualificação como potável; a mencionada unidade tem ainda funções de execução, monitorização e alarme, pelo menos, sobre a operação do alimentador (4) e do nível de enchimento do reservatório de depósito e filtragem (7).

2. Aparelho, conforme referido na reivindicação 1, caracterizado por a mencionada composição correctiva de sais e minerais conter ainda substâncias bactericidas.

3. Aparelho, conforme referido na reivindicação 1, caracterizado por a mencionada composição correctiva de sais e minerais ser fornecida sob forma líquida.

4. Aparelho, conforme referido na reivindicação 1, caracterizado por a mencionada composição correctiva de sais e minerais ser fornecida sob forma sólida solúvel. 3

5. Aparelho, conforme referido na reivindicação 1, caracterizado por a mencionada composição correctiva de sais e minerais ser fornecida sob a forma de pastilhas (P).

6. Aparelho, conforme referido na reivindicação 1, caracterizado por o mencionado instrumento (2), para medição da água produzida pelo condensador (1), incluir um elemento giratório semitubular (21), para receber a água, montado de forma giratória, através de um perno (22), numa estrutura (23) situada em cima do já mencionado transportador (3) da água produzida; esse elemento giratório semitubular (21) sendo transversalmente separado por meio de uma divisória (26) em duas câmaras opostas (27, 27) que, enchidas alternadamente pela água produzida pelo condensador (1) através do seu bocal (10), despejam, por gravidade e oscilações alternadas, quantidades de água calculadas no mencionado transportador (3).

7. Aparelho, conforme referido na reivindicação 1, caracterizado por o mencionado alimentador (4) de pastilhas (P) incluir um contentor de pastilhas, tendo na sua base (45) uma cúpula rotatória (47), assim perfilada de forma a que entre a superfície lateral exterior (49) da cúpula rotatória (47) e a superfície interior (43) do contentor haja uma fenda que permita o posicionamento das pastilhas 4 (P) na vertical; essa cúpula (47) tendo na sua base projecções escalonadas (470) separadas por uma multiplicidade de rasgos (471), circunferencialmente equidistantes para a recepção de uma única pastilha (P) , destinados a ficar em correspondência com uma única abertura (450) obtida na mencionada base (45) e munida de uma tampa de interdição (451) para permitir a passagem de apenas uma pastilha (P) de cada vez em cada rotação da cúpula rotativa (47), que fica colocada em correspondência com um rasgo (471); a abertura (450) estando em ligação com um tubo de passagem (9) ao mencionado reservatório (5) para misturar a água medida com a pastilha (P).

8. Aparelho, conforme referido na reivindicação 1, caracterizado por o mencionado reservatório de depósito e filtragem (7) estar provido de meios (63) para agitar a água, comandado pela já mencionada unidade de controlo e comando (6).

9. Aparelho, conforme referido na reivindicação 1, caracterizado por os mencionados meios (70) de filtragem da água serem constituídos por, pelo menos, um filtro imerso (71), com ligação a uma válvula (81) para a saída de água potável. 5

10. Aparelho, conforme referido na reivindicação 9, caracterizado por o mencionado filtro (71) ser constituído por um filtro de esterilização com porosidade suficiente para reter quaisquer microrganismos e bactérias que possam estar presentes na água.

11. Aparelho, conforme referido na reivindicação 1, caracterizado por o mencionado reservatório de depósito e filtragem (7) alimentar, através de uma válvula (81), um contentor (8) para depósito e distribuição de água potável, de onde a água é retirada através de uma torneira (82). Lisboa, 23 de Novembro de 2006